Antoni Grzywna, Agnieszka Kamińska, Andrzej Bochniak
University of Live Sciences in Lublin
Streszczenie
Do analizy zmienności przestrzennej poziomu zalegania wód gruntowych na nawadnianych użytkach zielonych w dolinie zlewni rzeki Piwonia wykorzystano technikę przestrzennej analizy statystycznej w postaci krigingu. W prezentowanych badaniach analizę geostatystyczną obejmującą studium rozkładu przestrzennego wahań głębokości położenia wód gruntowych przeprowadzono przy użyciu oprogramowania ArcGIS. Celem pracy była ocena możliwości stosowania metody krigingu do analizy poziomu wody gruntowej.
Wykorzystane zostały dane obserwacyjne zebrane w rejonie Sosnowicy w 2011 roku (Polesie Lubelskie). Badany obszar położony jest we wschodniej Polsce, w województwie lubelskim i charakteryzuje się klimatem umiarkowanym z ekstremalnymi temperaturami od -30°C do 35°C (średnia 8°C). Suma opadów rocznych na obszarze badań wynosi około 600 mm, z czego 40% ma miejsce w okresie od czerwca do września, a potencjalna ewapotranspiracji jest wysoka. Powierzchnia zlewni rowu wynosi 0,46 km2 i jest w 86% użytkowana jako jednokośne półnaturalne łąki. W pokrywie glebowej dominują zdegradowane gleby murszowo-torfowe (MtII). 75% powierzchni stanowią siedliska pobagienne i wilgotne charakteryzujące się wysokim poziomem wody gruntowej w glebie.
Podtapianie łąk we wschodniej części obszaru badań na wiosnę i w lecie jest spowodowane filtracją wody ze stawu, doprowadzaniem wody i niedrożnością systemu melioracyjnego w trakcie roztopów lub ulewnych opadów deszczu. Z kolei w zachodniej części badanego obszaru poziom wód gruntowych nadmiernie się obniża z powodu drenującego działania rzeki, której głębokość wynosi 2 m.
Zbiór analizowanych danych dotyczył poziomów wód gruntowych mierzonych w 15 punktach w trzech okresach badawczych (wiosna, lato, jesień). Pomierzone poziomy wody gruntowej zostały wykorzystane do skonstruowania semiwariogramów eksperymentalnych charakteryzujących poziomą zmienność przestrzenną. Gama modeli teoretycznych (model sferyczny, wykładniczy i Gaussa) została dopasowana do semiwariogramów eksperymentalnych. Modele zostały sprawdzone za pomocą statystyki krzyżowej. W celu ilustracji zmian przestrzennych głębokości położenia wód gruntowych na obszarze badań utworzone zostały mapy hydroizohips. Analiza przestrzenna danych poziomu wód gruntowych z piezometrów doprowadziła do następujących wniosków:
- autokorelacja poziomu wód gruntowych w obszarze badań ma zasięg od 203,5 do 300 m – zależnie od serii,
- głębokość położenia zwierciadła wód gruntowych była najmniejsza w pobliżu stawu Hetman, a największa w pobliżu rzeki Piwonia,
- przestrzenna zmienność głębokości położenia wody gruntowej dla wszystkich serii badań była lepiej opisana przez model Gaussa niż przez inne modele.
Słowa kluczowe
geostatystyka, poziom wody gruntowej, semiwariogram, kriging
Analysis of Spatial Variability in the Depth of the Water Table in Grassland Areas
Key words
geostatistics, groundwater levels, semivariogram, kriging
Pełny tekst / Full text
PDF (English)